64万有引力理论的成就

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1、6.4万有引力理论的成就教学过程卡文迪许在实验室测出了引力常量，表明了万有引力定律同样适用于地面上的任意两个物体，用实验方法进一步证明了万有引力定律的普适性．同时，引力常量的测出，使得包括计算星体质量在内的关于万有引力定律的计算成为可能，使得万有引力定律有了真正的实用价值．因此万有引力理论的成就是本章的重点．万有引力定律在天文学上应用广泛，它与牛顿第二定律、圆周运动的知识相结合，可用来求解天体的质量和密度，分析天体的运动规律．万有引力定律与实际问题、现代科技相联系，可以用来发现新问题，开拓新领域．把万有引力定律应用在天文学上的基本方法是：将天体的运动近似看作匀速圆周运动处

2、理，运动天体所需要的向心力来自于天体间的万有引力．因此，处理本节问题时要注意把万有引力公式与匀速圆周运动的一系列向心力公式相结合，就可推导出适用于天体问题的公式，并且在应用这些公式时，一定要正确认识公式中各物理量的意义．具体应用时根据题目中所给的实际情况，选择适当公式进行分析和求解．通过本节课的学习我们要掌握计算中心天体的质量的两种方法：一是利用中心天体表面物体所受的重力m9等于中心天体对物体的引力，即由此解出　　　是利用围绕中心天体运动的天体来求解，即来求解．天体的质量算出后，还可以利用来求天体的密度．教学重点运用万有引力定律计算天体的质量．教学难点在具体的天体运动中应

3、用万有引力定律解决问题．课时安排1课时三维目标知识与技能1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用．2．会用万有引力定律计算天体的质量．过程与方法1．理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法，体会科学定律的意义．2．了解万有引力定律在天文学上的重要应用，理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法．情感态度与价值观1．通过测量天体的质量、预测未知天体的学习活动，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用．2．通过对天体运动规律的认识，了解科学发展的曲折性，感悟科学是人类进步不竭的动力．教学过程导入新课故事导入◆在1781年3

4、月13日，这是一个很平常的日子，晴朗而略带寒意的夜晚，英国天文学家威廉·赫歇尔(1738～1822)跟往常一样，在其妹妹加罗琳(1750～1848)的陪同下，用自己制造的口径为16厘米、焦距为213厘米的反射望远镜，对着夜空热心地进行巡天观测．当他把望远镜指向双子座时，他发现有一颗很奇妙的星星，乍一看像是一颗恒星，一闪一闪地发光，引起了他的怀疑．经过一段时间的观测和计算这后，这颗一直被看作是“彗星”的新天体，实际上是一颗在土星轨道外面的大行星——天王星．天王星被发现以后，天文学家们都想目睹这颗大行星的真面目．在人们观测和计算中，发现天王星理论计算位置与实际观测位置总有误差

5、，就是这一误差，引起了人们对“天外星”的探究，并于1846年9月23日发现了太阳系的第八颗行星——海壬星．海王星被称为“从笔尖上发现的行星”，原因就是计算出来的轨道和预测的位置跟实际观测的结果非常接近．你知道科学家在推测海王星的轨道时，应用的物理规律主要有哪些吗?情景导入◆1“9·11”恐怖事件发生后，美国为了找到本·拉登的藏身地点，使用了先进的侦察卫星．据报道：美国将多颗最先进的KH—tl、KH一12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚地区上空，“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，近地点265km(指卫星离地的最近距离)、远地点650km(指卫星离地面的最远距离

6、)，质量13．6t～18．2t，这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机，能够分辨出地面上0．1ｍ大小的目标，并自动地将照片转给地面接收站及指挥中心．由开普勒定律知道：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道韵半长轴相等，那么，卫星沿圆轨道运动的周期跟卫星沿椭圆轨道运动的周期相同．。学习本节内容后，我们就可由上述数据估算这些“锁眼”系列侦察卫星绕地球运动的周期．推进新课万有引力定律的发现，给天文学的研究开辟了一条新的道路．可以应用万有引力定律“称量，’地球的质量，计算天体的质量，发现未知天体，这些累累硕果体现了万有引力定律的巨大理论价值．一、“科学真是迷人”教师

7、：引导学生阅读教材“科学真是迷人”部分的内容，思考问题．课件展示问题：1．著名文学家马克·吐温曾满怀激情地说：“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能获得那么多收获!”对此，你是怎样理解的?2．卡文迪许在实验室里测量几个铅球之间的作用力，测出了引力常量G的值，从而“称量”出了地球的质量．测出G后，是怎样“称量”地球的质量的呢?3．设地面附近的重力加速度9一9．8m／s2，地球半径R一6．4×106m，引力常量G=6．67×10_11N·rn2／k9，试估算地球的质量．学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习